双控整流汽车永磁发电机制造技术

一种双控整流汽车永磁发电机，主要由后罩盖、双三相半控桥式整流器、稳压控制电路、后轴承、后端盖、定子、永磁转子、前端盖、前轴承和皮带轮组成，其特征在于：高匝数定子三相绕组Ｌ１和低匝数定子三相绕组Ｌ２的外特性曲线交于Ｋ点，Ｋ点对应的转速为ｎｋ，当发电机的工作转速在ｎＫ以下时，稳压控制电路使可控硅ＳＣＲ４～ＳＣＲ６处于关断状态，并根据发电机转速和负载的变化自动调整可控硅ＳＣＲ１～ＳＣＲ３的导通角，使发电机输出电压稳定；当发电机的工作转速达到ｎＫ以上时，稳压控制电路使可控硅ＳＣＲ１～ＳＣＲ３处于关断状态，并根据发电机转速和负载的变化自动调整可控硅ＳＣＲ４～ＳＣＲ６的导通角，使发电机输出电压稳定。本技术发明专利技术的双控整流汽车永磁发电机具有较高的平均效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术专利技术涉及汽车永磁发电机。
技术介绍
现有汽车永磁发电机的定子都只有一套三相绕组，接成星形(Y形)或三角形(△ 形)连接后再经由整流二极管和单向可控硅组成的三相半控桥式整流器整流稳压，输出电 压稳定的直流电给汽车的用电器供电和给蓄电池充电。它的输出特性(电流——转速特 性)如附图l曲线I所示，曲线中刚开始输出电流的转速n。称为零电流转速，而与额定转 速nK对应的输出电流IK称为额定电流。汽车永磁发电机的零电流转速n。 一般在1000r/ min左右，额定转速nK = 6000r/min， n。和IK都是汽车永磁发电机必须满足的重要指标，为 了满足零电流转速的要求，定子绕组的匝数要足够多，在发电机工作转速达到额定转速 以上时，由于发电机内阻抗大幅度增加，内阻损耗增大，使得发电机的效率降低，因此，现有 汽车永磁发电机的平均效率只有40% 45%。作为用户，一方面希望发电机有好的低速 充电性能，另一方面又希望发电机在中高速范围工作时有大的电流输出能力和高的效率， 现有的汽车永磁发电机只有一套绕组和一个整流器，发电机的体积和重量又不可能做得太 大，所以无法实现既兼顾用户对发电机高、低速特性的要求，又能使发电机具有有较高的平 均效率。
技术实现思路
本技术专利技术的目的是克服现有汽车永磁发电机平均效率低的不足，提出一种双控 整流汽车永磁发电机的技术方案，根据发电机工作转速范围的变化自动实现高匝数绕组工 作与低匝数绕组工作或者星形绕组工作与三角形绕组工作之间的切换，使汽车永磁发电机 在不同的工作转速段都拥有较高的效率。 本技术专利技术的目的是这样实现的一种双控整流汽车永磁发电机，主要由后罩盖、 双三相半控桥式整流器、稳压控制电路、后轴承、后端盖、定子、永磁转子、前端盖、前轴承和 皮带轮组成，在定子中布置有两套三相绕组L1和L2，绕组Ll是高匝数绕组，它的匝数根据 用户对发电机低速充电性能的要求来确定，它的输出特性(电流——转速特性)对应附图1 的曲线I， L2是低匝数绕组，它的匝数根据用户对发电机高速电流输出能力的要求来确定， 它的输出特性对应于附图1的曲线II，定子中的两套绕组也可以是Ll和L2的匝数相同但 Ll为星形连接L2为三角形连接的三相绕组，绕组的匝数以Ll满足用户对发电机低速充电 性能的要求来确定，绕组Ll和L2所具有的外特性曲线相交于K点，K点对应的转速为rik;整 流二极管VD1 VD3和单相可控硅SCR1 SCR3构成三相半控桥式整流器Ql，整流二极管 VD4 VD6和单相可控硅SCR4 SCR6构成三相半控桥式整流器Q2，三相半控桥式整流器 Ql和Q2并联连接组成双三相半控桥式整流器，双三相半控桥式整流器可以是整流二极管 为共阴极连接而单向可控硅为共阳极连接的结构形式，也可以是整流二极管为共阳极连接 而单向可控硅为共阴极连接的结构形式；定子绕组L1与三相半控桥式整流器Q1连接，定子绕组L2与三相半控桥式整流器Q2连接；稳压控制电路中设有发电机转速采样电路、电压采 样电路以及触发控制电路，稳压控制电路的"正极"端接发电机输出正极B+，稳压控制电路 的"负极"端接发电机的负极，稳压控制电路的"触发控制"端子分别与单向可控硅SCR1 SCR3和SCR4 SCR6的控制极连接；稳压控制电路通过采集发电机的输出直流电压和转速 信号，以 为分界点，对单向可控硅的工作状态作如下控制当发电机的工作转速在 以下 时，稳压控制电路使单向可控硅SCR4 SCR6处于关断状态，并根据发电机转速和负载的变 化，自动调整单向可控硅SCR1 SCR3的导通角，使发电机输出电压稳定的直流电能；此时 的发电机实际上是以绕组Ll为工作绕组，经三相半控桥式整流器Ql整流稳压的汽车永磁 发电机，其输出特性对应于附图1曲线I中K点以下部分；当发电机的工作转速达到nK以上 时，稳压控制电路使可控硅SCR1 SCR3处于关断状态，并根据发电机转速和负载的变化， 自动调整单向可控硅SCR4 SCR6的导通角，使发电机输出电压稳定的直流电能，此时的发 电机实际上是以绕组L2为工作绕组，经三相半控桥式整流器Q2整流稳压的汽车永磁发电 机，其输出特性对应于附图1曲线II中K点以上部分，因此，发电机总的输出特性就是附图 1曲线I中n。到K点部分和附图1曲线II中K点以上部分的叠加，即附图2所示的双控整 流汽车永磁发电机输出特性曲线。由于两套定子绕组的匝数分别是针对发电机高、低速特 性的要求来确定的，既兼顾了用户对发电机高、低速特性的要求，又使发电机在不同的工作 转速段都能获得较高的效率。 本技术专利技术产生的有益效果是 1.通过合理选择两套定子绕组的匝数，就可以实现对汽车永磁发电机高、低速特 性的兼顾，提高了设计的灵活性。 2.本技术专利技术的双控整流汽车永磁发电机效率高，用以替代现有汽车交流发电机和汽车永磁发电机可节约大量汽车燃油，取得较高的经济效益和社会效益。 3.采用电子控制技术，切换速度快、精度高、体积小、工作可靠，可以很方便地布置在发电机内部，适合批量生产。 4.发电机在中、高速范围工作时，由于是以低匝数绕组为工作绕组，定子绕组阻抗 小，发热量小，效率高，轴承和皮带轮的负荷小，发电机工作更加可靠。附图说明 附图1是高匝数绕组(或星形绕组)和低匝数绕组(或三角形绕组)的汽车永磁发电机的外特性曲线对比图。 附图2是双控整流汽车永磁发电机外特性曲线图。 附图3是双控整流汽车永磁发电机结构图。 附图4是双控整流汽车永磁发电机第1实施例的电气原理图。 附图5是双控整流汽车永磁发电机第2实施例的电气原理图。 附图6是双控整流汽车永磁发电机第3实施例的电气原理图。 附图7是双控整流汽车永磁发电机第4实施例的电气原理图。 附图l和附图2中曲线I是高匝数绕组(或星形绕组)的汽车永磁发电机的外特性曲线，曲线II是低匝数绕组(或三角形绕组)的汽车永磁发电机的外特性曲线，K是曲线I和曲线II的交点，K点对应的转速是nk。 附图3中1.发电机后罩盖，2.双三相半控桥式整流器，3.稳压控制电路，4.后轴承，5.后端盖，6.定子，7.永磁转子，8.前端盖，9.前轴承，IO.皮带轮。 附图4和附图6中L1是高匝数三相定子绕组，L2是低匝数三相定子绕组，由整流二极管VD1 VD3和单相可控硅SCR1 SCR3组成三相半控桥式整流器Ql，由整流二极管VD4 VD6和单相可控硅SCR4 SCR6组成三相半控桥式整流器Q2，B+是发电机正极输出端子。 附图5和附图7中L1和L2是匝数相同的三相定子绕组，L1是星形连接，L2是三 角形连接，由整流二极管VDI VD3和单相可控硅SCRI SCR3组成三相半控桥式整流器 Ql，由整流二极管VD4 VD6和单相可控硅SCR4 SCR6组成三相半控桥式整流器Q2， B+ 是发电机正极输出端子。具体实施例方式附图4 附图7给出了附图3所示结构的双控整流汽车永磁发电机的4种具体实 施例的电原理图。 下面结合附图详细说明本技术专利技术的双控整流汽车永磁发电机的具体实施方 式 实施例1 : 附图4是附图3所示结构的双控整流汽车永磁发电机第1实施例的电气原理图， 绕组L1是高匝数绕组，它的匝数根据用户对发电机低速充电性能的要求来确定，它的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双控整流汽车永磁发电机，主要由后罩盖、双三相半控桥式整流器、稳压控制电路、后轴承、后端盖、定子、永磁转子、前端盖、前轴承和皮带轮组成，其特征在于：定子中布置有两套匝数不同或匝数相同但分别是星形连接和三角形连接的三相绕组Ｌ１和Ｌ２，绕组Ｌ１和Ｌ２所具有的外特性曲线相交于Ｋ点，Ｋ点对应的转速为ｎ↓［ｋ］；整流二极管ＶＤ１～ＶＤ３和单相可控硅ＳＣＲ１～ＳＣＲ３构成三相半控桥式整流器Ｑ１，整流二极管ＶＤ４～ＶＤ６和单相可控硅ＳＣＲ４～ＳＣＲ６构成三相半控桥式整流器Ｑ２，三相半控桥式整流器Ｑ１和Ｑ２并联连接组成双三相半控桥式整流器，定子绕组Ｌ１与三相半控桥式整流器Ｑ１连接，定子绕组Ｌ２与三相半控桥式整流器Ｑ２连接；稳压控制电路中设有发电机转速采样电路、电压采样电路以及触发控制电路，稳压控制电路的“正极”端接发电机输出正极Ｂ＋，稳压控制电路的“负极”端接发电机的负极，稳压控制电路的“触发控制”端子分别与单向可控硅ＳＣＲ１～ＳＣＲ３和ＳＣＲ４～ＳＣＲ６的控制极连接；稳压控制电路通过采集发电机的输出直流电压和转速信号，以ｎ↓［ｋ］为分界点，对单向可控硅的工作状态作如下控制：当发电机的工作转速在ｎ↓［Ｋ］以下时，稳压控制电路使单向可控硅ＳＣＲ４～ＳＣＲ６处于关断状态，并根据发电机转速和负载的变化，自动调整单向可控硅ＳＣＲ１～ＳＣＲ３的导通角，使发电机输出电压稳定的直流电能；当发电机的工作转速达到ｎ↓［Ｋ］以上时，稳压控制电路使可控硅ＳＣＲ１～ＳＣＲ３处于关断状态，并根据发电机转速和负载的变化，自动调整单向可控硅ＳＣＲ４～ＳＣＲ６的导通角，使发电机输出电压稳定的直流电能。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国弟，
申请(专利权)人：陈国弟，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]